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微生物学极速分分彩计划家在开发绿色电子产品

作者:极速分分彩时间:2019-05-10 14:00浏览:

  马萨诸塞州阿默斯特大学的微生物学家报告说,他们发现了一种由细菌产生的新型天然线,可以大大加快研究人员为电子工业开发可持续“绿色”导电材料的目标。Derek Lovley及其同事的这项研究本周出现在美国微生物学会的首要期刊mBio上。

  研究人员研究了微生物纳米线,即细菌自然使用的蛋白质细丝与其他微生物或矿物质形成电连接。

  正如Lovley解释的那样,“微生物纳米线是一种革命性的电子材料,与人造材料相比具有显着优势。在实验室中化学合成纳米线需要有毒化学品,高温和/或昂贵的金属。能量需求量巨大。相比之下,天然微生物纳米线可以在室温下从生物反应器中廉价的可再生原料大量生产,能量输入低得多。最终产品不含有毒成分。“

  “因此,微生物纳米线为使用新的环保技术开发新型材料,电子设备和传感器提供了前所未有的潜力,”他补充道。“这是微生物纳米线技术的一个重要进步。我们在本文中概述的方法展示了一种快速寻找自然界寻找更好的电子材料的方法。”

  直到现在,Lovely的实验室一直在研究只有一种细菌Geobacter sulfurreducens的纳米线。“我们早期的研究主要集中在一种Geobacter上,因为我们只是想了解为什么微生物会产生微小的电线,”Lovley说。“现在我们对纳米线作为电子材料最感兴趣,并希望更好地了解大自然可能为这些实际应用提供的全部范围。”

  当他的实验室开始研究其他Geobacter物种的蛋白质细丝时,他们惊讶地发现电导率范围很广。例如,从铀污染的土壤中回收的一个物种产生导电性差的细丝。然而,另一个物种,Geobacter metallireducens - 巧合地是第一个分离出来的Geobacter - 产生的纳米线比G. sulfurreducens导线倍。Lovley回忆道,“30年前,我在波托马克河(Potomac River)的泥浆中分离出金属沉积物,每隔几年就会给我们带来新的惊喜。”

  在美国海军研究办公室支持的新研究中,他们没有直接研究G. metallireducens菌株。相反,他们将蛋白质的基因从其中组装成微生物纳米线并将其插入到G. sulfurreducens中。结果是基因修饰的G. sulfurreducens表达G. metallireducens蛋白质,使纳米线比G. sulfurreducens自然产生的导电性更强。

  此外,Lovley说,“我们发现G. sulfurreducens将从许多不同类型的细菌中表达细丝基因。这使得在同一微生物中生产多种细丝并在类似条件下研究它们的特性变得简单。”

  “通过这种方法,我们正在探索微生物世界,看看有用的导电材料是什么,”他补充道。“在微生物世界中存在大量的细丝基因库,现在我们可以研究从这些基因产生的细丝,即使该基因来自一种从未培养过的微生物。”

  研究人员将G. metallireducens纳米线具有极高的电导率归因于其丰富的芳香族氨基酸。密集的芳环似乎是微生物纳米线导电性的关键组分,更多的芳环可能意味着更好的连接沿着蛋白质丝的电子转移。极速分分彩在线计划

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